1.朱砂选矿
朱砂的生产在我国已有悠久的历史。利用辰砂矿物密度大、性脆的特点,将矿石破碎后,通过筛分,筛下粒级经过溜槽粗选,再经手工淘洗可得到高质量的朱砂。这是朱砂传统的生产方法,至今仍有一些小型矿山采用。这种方法工艺简单,产品质量好。在任何汞矿选厂或汞矿冶炼厂的原矿破碎阶段,都可以插入此法回收一部分朱砂。朱砂的机械化生产,在我国是20世纪60年代后期开始兴起。主要设备是用跳汰机和摇床。跳汰机和工业摇床只能获得初级的半成品,含硫化汞约为50~70%。要获得高质量的成品朱砂,需进行精加工处理。朱砂的精加工是生产朱砂的关键环节,它包括精选、除铁和脱水三个主要作业。
朱砂的精选可采用小型精选摇床、精选溜槽和手工淘洗等方法。精选作业需要精心细致的操作,否则产品难以达到质量要求。因此,有的生产厂常常在采用精选摇床或精选溜槽的同时,再辅以手工淘洗作为质量把关。精选摇床或精选溜槽往往需要二至三次选别,有时还需要分级处理才能达到质量要求。手工淘洗朱砂是一项要求熟练程度较高的手工劳动,使用的工具为直径约500~600毫米的圆形弧面薄板,称淘盆。半成品朱砂置于盆中,将盆半浸在水中,反复摇动淘洗。物料按密度分层,洗净表层脉石,即可得到合格朱砂。熟练的淘砂工人可以淘洗出含硫化汞大98%的高质量朱砂。
朱砂的除铁,主要是除去矿石在破碎和磨矿过程中进入的铁屑。因除去的都是强磁性物料,采用永久磁铁、电磁铁或小型弱磁选机均可达到除铁的目的。不过,除铁作业必须是在朱砂物料高度松散的状态下进行,方能奏效。否则密度大的辰砂挤压铁屑,难以除净。贵州汞矿采用在朱砂精选摇床的床面精矿带上方悬挂电磁铁的办法,将精选和除铁两个作业合并在一套装置上完成。提高了生产效率,简化了流程。
经过精选和除铁的朱砂须及时烘干。辰砂在高温下,汞可以迅速地被还原成气态分离出来。因此,烘干朱砂必须在低温下进行,烘干的方法有多种多样。小批量的可以用电热干燥箱或特制的电热烘干床,一般烘干用的温度控制在100℃左右为宜。贵州汞矿自行研制的带式远红外朱砂干燥机,可连续作业,并可调节烘干温度,适用于大批量生产。不论采用何种烘干方式,在朱砂烘干作业区内都必须加强通风,及时排出烘干过程中产生的少量汞蒸气。汞蒸气不仅危害操作人员的健康,而且,还可能冷凝成为细粒的金属汞珠而进入成品朱砂中,影响产品质量。
2.其他含汞物料的选矿处理
(1)汞炱选矿:汞炱是火法炼汞过程的中间产物。火法炼汞的汞蒸气在冷凝过程中,其中一部分形成细小的汞珠与粉尘及焙烧过程产生的某些物质一起沉降下来,形成汞炱。汞炱的成分及其性质与焙烧的含汞物料成分和冶炼方法等因素有关。因此,各个汞冶炼厂的汞炱成分及性质差异很大。一般说来,汞炱是一种由金属汞和它的硫化物、硫酸盐、砷、锑以及其他金属的氧化物、炭黑、矿尘和水分等组成的极其复杂的、细粒级的汞的混合物。含汞量从百分之几到百分之几十不等。颜色通常是由灰色至黑色。由于含水份高,汞炱呈淤泥状,大部分汞滴被包裹在淤泥介质中。对汞炱的物相测定表明,汞绝大部分以金属汞状态存在,少量为汞的硫化物,极少量为汞的氧化物。
汞炱的处理,传统的方法是先用水洗去部分烟尘,而后放入汞炱机,添加适量的石灰,人工或机械混合搅拌和挤压,可以分离出大部分金属汞,残渣回炉冶炼处理。这种方法处理汞炱,劳动强度大,卫生条件差。一些汞冶炼厂用选矿方法处理汞炱。汞炱选矿常用的方法是重选,如旋流器、摇床。国内许多汞冶炼厂用旋流器处理汞炱。将汞炱加水浆化,用砂泵送入水力旋流器,闭路循环,反复处理。贵州汞矿用旋流器处理沸腾炉汞炱时,旋流器直径为ф125毫米,给矿浓度5~10%,进口压力200~400千帕斯卡(2~4公斤/厘米2),处理含汞39%的汞炱时,回收的金属汞可高达99%。处理含汞0.78~2.55%的贫汞炱时,脱汞率达81~93%,旋流器溢流含汞约0.1~0.5%。用旋流器处理汞炱,溢流仍不能抛弃,尚须进一步处理,一般冶炼厂是将其初步脱水后回炉冶炼。贵州汞矿曾研究用旋流器与浮选机组合处理汞炱。当旋流器溢流含汞0.6~1%进入浮选时,采用硫氮九号作捕收剂,浮选回收率可达98.93%,浮选尾矿含汞0.012%。
(2)含汞多金属矿石的选矿:汞锑型矿石是最常见的具有工业价值的含汞矿石。汞锑共生矿石通过选矿处理是经济的、合理的。通常用浮选法选出汞锑混合精矿,冶炼时分别回收汞和锑。白银矿冶研究所曾对我国陕西省某地的硫化汞锑共生矿石进行过分选的试验研究。用硝酸铅作活化剂混合浮选汞锑,混合精矿经精选后,用重铬酸钾抑制辉锑矿,达到汞锑分离的目的。原矿含汞0.39%,含锑1.55%;汞精矿含汞69.08%,汞回收率87.13%;锑精矿含锑53.06%,锑回收率91.58%。不过分选后的汞精矿和锑精矿中的异名矿物含量仍然较高。汞精矿中含锑达5.35%,锑精矿中含汞达1.07%。冶炼时仍需综合回收。
铅锌矿、铜矿等矿石中含少量汞,通常是在浮选过程将汞富集在精矿中,冶炼时,汞作为副产品回收。